package com.hsp.learn.linkedlist;

import java.util.Stack;

/**
 * @Author Zan
 * @Create 2024/9/12 14:54
 * @ClassName: SingleLinkedList
 * @Description : 单链表Demo
 */
public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 进行测试
        // 先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

        /*// 创建单向链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        // 加入
//        singleLinkedList.add(hero1);
//        singleLinkedList.add(hero4);
//        singleLinkedList.add(hero2);
//        singleLinkedList.add(hero3);

        // 加入按照编号的顺序
        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);

        System.out.println("修改前的链表情况~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
        singleLinkedList.list();
        
        // 测试修改节点的代码
        HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~~~");
        singleLinkedList.update(newHeroNode);

        // 显示一下
        System.out.println("修改后的链表情况~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
        singleLinkedList.list();

        // 删除一个几点
        singleLinkedList.delete(1);
//        singleLinkedList.delete(2);
//        singleLinkedList.delete(4);
//        singleLinkedList.delete(3);
        System.out.println("删除后的链表情况~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
        singleLinkedList.list();

        // 测试一下
        System.out.println("有效的节点个数 = " + getLength(singleLinkedList.getHead()));

        // 测试一下是否得到倒数第K个节点
        HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 2);
        System.out.println("倒数第" + 1 + "个节点：" + res);

        // 测试单链表反转
        reverseList(singleLinkedList.getHead());
        singleLinkedList.list();

        System.out.println("逆序打印单链表~~~~，没有改变链表的结构");

        reversePrint(singleLinkedList.getHead());*/

        SingleLinkedList singleLinkedList1 = new SingleLinkedList();
        SingleLinkedList singleLinkedList2 = new SingleLinkedList();
        singleLinkedList1.add(hero1);
        singleLinkedList1.add(hero3);

        singleLinkedList2.add(hero2);
        singleLinkedList2.add(hero4);

        // 合并两个有序的单链表
        HeroNode mergedHead = mergeOrderedLists(singleLinkedList1.getHead(), singleLinkedList2.getHead());

        // 打印合并后的链表
        System.out.println("合并后的链表：");
        System.out.println(mergedHead);

    }

    // 合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序
    // 1.创建一个新的单链表
    // 2.两个链表进行相比，哪一个更加小，就先插入哪个，然后next继续比较
    public static HeroNode mergeOrderedLists(HeroNode head1, HeroNode head2) {
        // 创建一个虚拟头节点，用于存储合并后的链表
        HeroNode mergedHead = new HeroNode(0, "", "");
        HeroNode current = mergedHead;
        // 指针分别指向两个链表的头节点的下一个节点
        HeroNode cur1 = head1.next;
        HeroNode cur2 = head2.next;
        // 当两个链表都不为空时，进行比较
        while (cur1 != null && cur2 != null) {
            if (cur1.no < cur2.no) {
                current.next = cur1;
                cur1 = cur1.next;
            } else {
                current.next = cur2;
                cur2 = cur2.next;
            }
            current = current.next;
        }
        // 如果第一个链表还有剩余元素，直接连接到合并链表的末尾
        if (cur1 != null) {
            current.next = cur1;
        }
        // 如果第二个链表还有剩余元素，直接连接到合并链表的末尾
        if (cur2 != null) {
            current.next = cur2;
        }
        // 返回合并后的链表的头节点
        return mergedHead.next;
    }

    // 逆序打印单链表
    // 利用栈的数据结构，将各个节点压入到栈中，利用栈的后进先出的特点，实现逆序打印
    public static void reversePrint(HeroNode head) {
        if (head.next == null) {
            // 空链表
            return;
        }
        // 创建一个栈，将各个节点压入栈中
        Stack<HeroNode> stack = new Stack<>();
        HeroNode cur = head.next;
        // 将链表的所有节点压入到栈中
        while (cur != null) {
            stack.push(cur);
            cur = cur.next; // 这样子就可以压入下一个节点
        }
        // 将栈中的节点进行打印
        while (stack.size() > 0) {
            System.out.println(stack.pop()); // 后进先出
        }
    }

    // 将单链表反转
    public static void reverseList(HeroNode head) {
        // 如果当前链表为空，或者只有一个节点，那么就无须反转，直接返回
        if (head.next == null || head.next.next == null) {
            return;
        }
        // 定义一个辅助的指针（变量），帮助我们遍历原来的链表
        HeroNode cur = head.next;
        HeroNode next = null; // 指向当前节点cur的下一个节点
        HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
        // 遍历原来的链表，并反转
        // 每遍历一个节点，就将其取出，并发在新的链表中
        while (cur != null) {
            next = cur.next; // 先暂时保留当前节点的下一个节点，因为当前节点会先拿去用，也就断掉了，因此需要先存下来
            cur.next = reverseHead.next; // 将cur的下一个节点指向新的链表的头部
            reverseHead.next = cur; // 将cur连接到新的链表上
            cur = next; // 让cur后移
        }
        // 将head.next指向reverseHead.next，实现单链表的反转
        head.next = reverseHead.next;
    }

    // 查找单链表中的倒数第K个节点【新浪面试题】
    // 1.编写一个方法，接受head节点，同时接收一个index
    // 2.index表示的是倒数第index个节点
    // 3.先把链表从头到尾遍历一下，得到链表的总节点个数 getLength
    // 4.得到size后，从链表的第一个开始遍历，遍历size-index个即可
    // 5.如果找到了，则返回该节点，否则返回null
    public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
        // 判断如果链表为空，返回null
        if (head.next == null) {
            return null; // 没有找到
        }
        // 第一次遍历得到链表的长度（节点个数）
        int size = getLength(head);
        // 第二次遍历，size-index，就是倒数的第k个节点
        // 先做index的校验
        if (index <= 0 || index > size) {
            return null;
        }
        // 定义辅助变量，for循环定位到倒数的index
        HeroNode cur = head.next;
        for (int i = 0; i < size - index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }

    /**
     * 方法：获取到单链表的节点个数（如果是带头节点的链表，需要不统计头节点）
     * @param head 链表的头节点
     * @return 有效节点的个数
     */
    public static int getLength(HeroNode head) {
        if (head.next == null) {
            // 空链表
            return 0;
        }
        int length = 0;
        // 定义一个辅助的遍历
        HeroNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            length++;
            cur = cur.next;
        }
        return length;
    }
}

// 定义 SingleLinkedList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList {
    // 先初始化一个头节点，头节点不要动，不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

    public HeroNode getHead() {
        return head;
    }

    // 添加节点到单向链表
    // 思路：当不考虑编号的顺序时
    // 1.找到当前链表的最后节点
    // 2.将最后这个节点的 next 指向新的节点
    public void add(HeroNode node) {
        // 因为 head 节点不能动，因此我们需要一个辅助指针temp
        HeroNode temp = head;
        // 遍历链表，找到最后
        while (true) {
            // 找到链表的最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            // 如果没有找到最后，就将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        // 当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        temp.next = node;
    }

    // 第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
    // (如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)
    public void addByOrder(HeroNode node) {
        // 因为 head 节点不能动，因此我们需要一个辅助指针temp
        // 因为是单链表，因此我们找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则加入不了
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false; // 标识添加的编号是否存在，默认为false
        while (true) {
            if (temp.next == null) { // 说明temp已经在链表的最后
                break;
            }
            if (temp.next.no > node.no) { // 位置找到，就在temp的后面插入
                break;
            } else if (temp.next.no == node.no) { // 说明希望添加的排名已经存在
                flag = true; // 说明排名存在
                break;
            }
            temp = temp.next; // 后移，遍历当前链表
        }
        // 判断flag的值
        if (flag) {
            // 不能添加，说明编号存在
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了，不能加入\n", node.no);
        } else {
            // 插入到链表中
            node.next = temp.next;
            temp.next = node;
        }
    }

    // 修改节点信息，根据no排名来修改，即no排名不能改
    // 根据 newHeroNode 的 no 来修改即可
    public void update(HeroNode newHeroNode) {
        // 判断是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        // 找到需要修改的节点，根据no编号
        // 先定义一个辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false; // 表示是否找到该节点
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break; // 到链表的最后
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no) {
                // 说明找到了对应的值
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        // 根据flag判断是否找到要修改的节点
        if (flag) {
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickname = newHeroNode.nickname;
        } else {
            // 没有找到要修改的节点
            System.out.printf("没有找到编号 %d 的节点，不能修改\n", newHeroNode.no);
        }
    }

    // 删除节点
    // 1.head 节点不能用，因此我们需要一个temp辅助节点，找到待删除节点的前一个节点
    // 2.在比较时，是temp.next.no和需要删除的节点的no比较
    public void delete(int no) {
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false; // 表示是否找到待删除节点
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                // 遍历到最后了
                break;
            }
            if (temp.next.no == no) {
                // 找到了待删除节点的前一个节点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        // 判断flag
        if (flag) {
            // 说明找到，进行删除
            temp.next = temp.next.next;
        } else {
            System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在", no);
        }
    }

    // 显示链表[遍历]
    public void list() {
        // 判断链表是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        // 因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true) {
            // 判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            // 输出节点信息
            System.out.println(temp);
            // 将temp后移，一定小心
            temp = temp.next;
        }
    }
}

// 定义一个HeroNode，每一个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode {

    public int no;

    public String name;

    public String nickname;

    public HeroNode next; // 指向下一个节点

    public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }

    // 为了显示方便，重写一下toString()方法
    /*@Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                '}';
    }*/

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                ", next=" + next +
                '}';
    }
}
